DD207796A5 - Anordnung zur automatischen verstaerkungsregelung - Google Patents

Abstract

IN EINEM SIGNALVERARBEITENDEN SYSTEM, IN WELCHEM EINE ANALOGSIGNALQUELLE (40) STEUERBARER VERSTAERKUNG EIN INFORMATIONSSIGNAL AN DEN EINGANG EINES ANALOG/DIGITAL-WANDLERS (50) LEGT, IST EINE ANORDNUNG ZUR AUTOMATISCHEN VERSTAERKUNGSREGELUNG FUER DEN BETRIEB DES WANDLERS VORGESEHEN. DER AUSGANG DES WANDLERS, AN WELCHEM DIGITALE ABFRAGEWERTE DES ANALOGSIGNALS ERZEUGT WERDEN, IST MIT EINEM DIGITALEN AMPLITUDENDETEKTOR (44) GEKOPPELT, DER DIE AMPLITUDE DER DIGITALEN ABFRAGEWERTE FUEHLT. DIE GEFUEHLTE AMPLITUDE WIRD MIT EINEM SOLLWERT ODER EINEM SOLLBEREICH VON WERTEN VERGLICHEN. WENN DIE GEFUEHLTE AMPLITUDE NICHT DEN SOLLWERT HAT ODER AUSSERHALB DES SOLLBEREICHS LIEGT, WIRD EIN VERSTAERKUNGSSTEUERSIGNAL (V TIEF AVR) ERZEUGT, DAS AN DIE IN IHRER VERSTAERKUNG STEUERBARE SIGNALQUELLE GELEGT WIRD, UM DEN PEGEL DES AUF DEN WANDLER GEGEBENEN ANALOGSIGNALS ZU AENDERN. UM EIN KOMBINIERTES VERSTAERKUNGSSTEUERSIGNAL ZU ERZEUGEN, KANN DAS ERWAEHNTE VERSTAERKUNGSSTEUERSIGNAL MIT EINEM STEUERSIGNAL KOMBINIERT WERDEN, DAS VON EINEM ANALOGEN AMPLITUDENDETEKTOR (42) GELIEFERT WIRD, DER DIE AMPLITUDE DES EINGANGSSIGNALS DES WANDLERS FUEHLT.

Description

RGA 78 O7OA Ks/Ri

U.S. Serial No: 350,580

FiIed: February 22, 1982

2.4 8 074 7

Anordnung zur automatischen Verstärkungsregelung

Anwendungsgebiet der Erfindung: . . ,

Die Erfindung bezieht sich auf signalverarbeitende Systerne, in denen -ein analoges Informationssignal in digitale Abfragewerte zur digitalen Video signalverarbeitung umgewandelt wird,und betrifft insbesondere eine Anordnung zur automatischen Verstärkungsregelung des Ana-log-signals in einem solchen System."

- - ' '

Charakteristik der bekannten technischen Losungen: .. ..Bei .signalverarbeitenden Systemen wie z.B. Fernsehempfängern, in denen das empfangene analoge Fernsehsignal durch einen Analog/Digital-Wandler (A/D-Wandler) zur digitalen Verarbeitung der Fernsehinformation umgewandelt wird, be-'steht im allgemeinen das Bedürfnis, den Dynamikbereich des zu digitalisierenden Analogsignals zu regeln. Der A/D-Wandler ist gewöhnlich so ausgelegt, daß er 'digitale Abfragewerte liefert, die einzelnen'Pegeln eines gegebenen Signalbereichs des analogen Eingangssignals entsprechen.

.20 Wenn das analoge Eingangssignal diesen, gegebenen Bereich über- oder unterschreitet, wird der.A/D-Wandler'ungenaue. Abfragewerte liefern. Es ist daher wünschenswert, den Pegel des analogen Signals durch Verstärkungsregelung auf Werten innerhalb des gegebenen Bereichs zu halten. Diese Aufgabe soll mit der vorliegenden Erfindung gelöst werden. . . .

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Darlegung des Wesens der Erfindung: . Die wesentlichen Merkmale einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Lösung dieser Aufgabe sind im Patentanspruch Λ beschrieben. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in UnteranSprüchen - gekennzeichnet.

Gemäß der Erfindung wird also eine Anordnung zur automatischen Verstärkungsregelung für den Betrieb eines A/D-Wändlers in einem signalverarbeitenden· System vorgesehen. Eine verstärkungsgeregelte Quelle für Analogsignale liefert ein Informationssignal an den Eingang des A/D-Wandlers. Der A/D-Wandler erzeugt digitale Abfragewerte des Signals an einem Ausgang, der mit einem digitalen Amplitudendetektor gekoppelt ist. Der digitale Amplitudendetektor fühlt die Amplitude der digitalen Abfragewerte. Die gefühlte Amplitude wird mit einem Sollwert oder einem Bereich von Werten verglichen. Falls die gefühlte Amplitude nicht den Sollwert hat oder außerhalb des Sollbe-.reichs liegt, wird ein Verstärkungss'teuersignal erzeugt, das an die verstärkungsgeregelte ,.Signalquelle gelegt wird, um den Pegel des auf den A/D-Wandler, gegebenen Analogsignals zu ändern. ,

In besonderer Ausführungsform der Erfindung verwendet die Anordnung zur automatischen Verstärkungsregelung ein Steuersignal, das durch Fühlen der Amplituden sowohl des analogen Eingangssignals am A/D-Wandler als auch des digitalen Ausgangssignals dieses Wandlers gewonnen wird.

Die Erfindung kann z.B. in einem System zur Verarbeitung .von Fernsehsignalen realisiert seih. In, diesem Fall entspricht die gefühlte Amplitude dem Spitzenwert der Synchronsignalkomponente des Videosignalgemischs. Au sführungsbeispiele: '

Die Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen näher erläutert.

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Fig,. 1 zeigt in Blockform einen digitalen Fernsehempfänger, der eine erfindungsgernäße Anordnung zur automatischen Verstärkungsregelung enthält;

: 5 Pig. 2 zeigt, teilweise in. Blockform, eine detailliertere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Anordnung zur automatischen Verstärkungsregelung.

Die Fig. 1 zeigt insgesamt den signalverarbeitenden Teil eines Fernsehempfängers. Eine Antenne 8 fängt HF-Signale auf und legt sie an die HF-Schaltung 12· einer Tuner-Bau- :gruppe 10. Die HF-Schaltung 12 enthält frequenzselektive und verstärkende Schaltungen, welche verstärkte HF-Signale an einen Eingang eines ersten Detektors oder Mi-

<\5 schers' 14 liefern. Kanalwählschaltungen 22 in der Tuner-Baugruppe erzeugen Digitalsignale entsprechend dem jeweils gewählten Kanal. Diese Digitalsignale steuern eine , phasensynchronisierte Schleife(PLL) 20 , um' eine Grobab-.stimmspannung V_Gm zur derartigen Steuerung eines Überlagerungsoszillators 16 zu erzeugen, daß die Frequenz dieses Oszillators in eine durch.die Nummer des gewählten Kanals bestimmte Proportionalbeziehung zu einer Bezugsfrequenz kommt, die von., einem Kristalloszillator 21 erzeugt wird. Die Spannung V_nm wird über einen Schalter 24-

2y als Ab stimm spannung V-, an den Steuereingang des Üb.erlage-, .rungsoszillators 16 und an einen Steuereingang der HF-Schaltung 12 gelegt. Die an die HF-Schaltung 12 gelegte Steuerspannung V_ stimmt die frequenzselektiven Kreise dieser Schaltung auf den gewählten Fernsehkanal ,ab, und zwar gleichzeitig mit entsprechender Steuerung der Frequenz des Überlagerungsoszillators 16. Der Überlagerungsoszillator 16 liefert' ein Schwingungssignal für den Mischer 1A, der das HF-Signal des gewählten.Fernsehkanals durch Überlagerung mit diesem Schwingungssignal in ein spezielles Zwischenfrequenzband (ZF-Band) umsetzt. So-. bald die Grobabstimmspannüng V_GT den Überlagerungsoszillator für den Empfang eines gewünschten Kanals abgestimmt . ' ^; . - 8 -

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hat, wird der Schalter 24 umgeschaltet, so daß der Emp-\ fang unter Steuerung des Überlagerungsoszillatbrs 16 durch eine Feinabstimmspannun'g-V_FT aufrechterhalten wird. Ein Abstimmsystem dieses Typs ist ausführlicher in der US-Patentschrift .4 031 549 beschrieben.

Die vom Mischer erzeugten Signale, die nun ZF-Frequenzen haben, werden auf ein ZF-Filter 30 gegeben. Das ZF-Filter 30 stellt den gewünschten Frequenzgang.für die ZF-Signale des gewählten Fernsehkanals her. Signale oberhalb und unterhalb der Grenzen des ZF-Durchlaßbandes werden vom ZF-Filter gedämpft. .

Die vom.ZF-Filter .durchgelassenen ZF-Signale werden auf einen ZF-Verstärker 40 gegeben, worin sie abhängig von einer SteuerSpannung V.rro zur automatischen Verstärkungsregelung verstärkt (oder gedämpft) werden.. Die verstärkten ZF-Signale werden dann an einen analogen Spitzendetektor >2, eine Trägerbezugssignal-Extraktionsschaltung . 52 und an einen A/D-Wandler 50 zur Digitalisierung gelegt. Der A/D-Wandler 50. fragt die ZF-Signale.unter, dem Einfluß eines Abfragesignals Nf /M ab und liefert an seinem Ausgang das Videosignal in Form digitaler Abfragewerte von z.B. jeweils '8 Bits. Diese Digitalsignale enthalten sowohl die Bild- als auch die To,ninformation. in der Fig. 1 sind die Verbindungen für digitale Mehrbitsignale durch breite Signalwege dargestellt wie ζ.,Β. am Ausgang des A/D-Wandlers 50.

Das Digitalsignal wird an einen digitalen Spitzendetektor 44 gelegt und außerdem auf eine digitale Video s.ignal-Verarbeitungsschaltung 60 gegeben, welche die Bildinformation abtrennt und verarbeitet, um digitale Farbsignale für die Farben Rot, Grün und Blau zu erzeugen. Eine für die digitale Videosignal-Verarbeitungsschaltung 60 geeignete An-Ordnung 1st in der US-Patentanmeldung Nr. 297,556 beschrieben, die am 31. August 1981 unter dem Titel "Digi-

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' t . '

tal Color Television Signal Demodulator" auf den Namen H.G. Lewis, Jr..eingereicht wurde. Die Signale vom· Ausgang der Schaltung 60 gelangen zu einem Digital/Analog-

Wandler (D/A-Wandler) 62, der sie in Analogform umwandelt.

Die vom Wandler 62 erzeugten Analogsignale werden auf Tiefpaßfilter 64, 66 und 68 gegeben, welche unerwünsch-

ν te höherfreqüehte Komponenten der Analogsignale entfernen, um die endgültigen Färb sign ale R,' G und B zur Wie- ; dergabe auf einer Bildröhre zu erzeugen.

Von der digitalen Videosignal-Verarbeitungsschaltung 60

;. werden außerdem Digitalsignale, die Ton- und Synchroninformation enthalten, auf Eingänge' eines digitalen Band-

. , filters 70' und einer digitalen Synchronsignal-Verarbeitungsschaltung. 80 gegeben. Das digitale Baridfilter 70

läßt digitale Toninformation in der Umgebung des Tonträ- - gers an einen digitalen Tondetektbr 72 durch. Der .digitale Toηdetektor 72.fühlt die'Toninformation und,erzeugt ein diese Information darstellendes moduliertes Signal z.B. in Pulsbreitenmodulation. Dieses Signal wird durch ein Tiefpaßfilter 74-: gefiltert, um die Toninformation zur anschließenden Wiedergabe wiederzugewinnen.

Die digitale Synchronsignal-Verarbeitungsschaltung 80 extrahiert und trennt die Horizontal- und,Vertikalsynchronsignale und liefert" horizontal- und vertikalfrequente Impulsreihen für die Ablenkschaltung (nicht dargestellt) im Fernsehempfänger.¹ Die digitale Synchronsignal-Verarbeitungsschaltung erzeugt außerdem ein Signal, des-30. .sen Frequenz ein Vielfaches der Frequenz fg des Horizontalsynchronsignals ist und im wesentlichen eine konstante Phasenbeziehung zum Horizontalsynchronsignal hat. Dieses ",,' erzeugte Signal nfg wird an einen Eingang eines Phasendetektors ,90 gelegt, der außerdem ein Signal empfängt, . das.repräsentativ für das in der Schaltung 52 extrahierte Bildträgersignal ist. Der Phasendetektor 90 vergleicht die Phase dieser beiden Signale und erzeugt, ein Steu'er-' ... - ' . - ' .^;._ TG)'·.-

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signal, das in einem Filter 92 gefiltert und dann, als Peinabstimmspannung -V-™ an den -Schalter 24- in der Tuner-Baugruppe 10 gelegt wird. Die Feinabstimmspannung V-^ steuert den Überlagerungsoszillator 16 in solcher Weise, daß der ZF-Bildträger in einer im wesentlichen konstanten

Phasenbeziehung zum'Horizontalsynchronsignal,gehalten * wird. - . -.

Der A/D-Wandler 50 wandelt die ZF-Signale direkt in digitale, zur Verarbeitung des Basisband-Signals geeignete Abfragewerte um, ohne daß ein zweiter (Video-)Detektor notwendig ist. Die Trägerbezugssignal-Extraktionsschaltung 52 erzeugt ein Signal, das frequenzmäßig mit dem Bildträger ausgerichtet ist und eine im wesentlichen konstante Phasenbeziehung zu diesem hat. Dieses'Signal erfährt in einem 1:M-Frequenzteiler 5^ eine Frequenzteilung, . um ein Abfragesignal für den A/D-Wandler 50 zu erzeugen. Die Extraktionsschaltung 52 kann z.B. eine auf die ZF-Bildträgerfrequenz abgestimmte freqüenzselektive Schaltung und einen Verstärker, aufweisen, oder eine phasensynchronisierte Schleife (PLL), die ein Schwingungssignal mit der Frequenz des ZF-Bildträgers liefert. Das Schwingungssignal wird dann in seiner Frequenz auf die gewünschte Abfragefrequenz heruntergeteilt. Der A/D-Wandler 50 fragt das analoge ZF-Signal mit Hilfe dieses Abfragesignals ab und wandelt die einzelnen Abfragewerte in Digitalwörter um, und zwar, mit der Frequenz des Abfragesignals.

Die Anordnung nach Fig. 1 ist ausführlicher in einer prioritätsgleichen Patentanmeldung mit dem Titel "Anordnung zur Verarbeitung von Trägermodulationen mittels Digitaltechnik" (Vertreteraktenzeichen RCA ?8 070) beschrieben, die auf die US-Patentanmeldung Nr. 351,307 vom 22. Februar 1982 zurückgeht.

Als Ausführungsbeispiel für die vorliegende Erfindung sei

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-¹TI-

im folgenden eine Anordnung zur automatischen Verstär-' kungsregelung beschrieben, die geeignet.ist, die Yer-· Stärkung des ZF-Verstärkers. 40 so zu steuern, daß die ZP-Signale am Eingang des A/D-Wandlers innerhalb des passenden Dynamikbereichs gehalten werden. Der digitale Spitz en detektor 44 fühlt den* Spitz en aus schlag der digi- ^; talisierten Synchronsignalkomponenten des Videosignals. Die Synchronsignalspitzen liegen bei einem bekannten Pegel, der in IRE-Einheiten als Relativwert bezüglich der vollen Amplitude des Videosignals ausgedrückt werden kann. .. Wenn also die Synchron sign al spit ζ en innerhalb eines gegebenen Bereichs von Digitalwerten gehalten werden, dann kann man davon ausgehen, daß der die'Videoinformation enthaltende Teil des Signals innerhalb eines gegebenen Bereichs ist. Wenn sich der DigitälWert der Synchronsignalspitzen ändert, dann wird sich der Bereich der Videoinformation des Signals entsprechend ändern. Gemäß die-. ser Überlegung wird mittels des digitalen Spitzendetektors 44 ein in Relation zu den Synchronsignalspitzen stehendes Steuersignal erzeugt und dazu verwendet, die Verstärkung des ;ZP-Ver stärk er s 40 zu beeinflussen, um das 'ZP-Videosignal innerhalb des vom A/D-Wandler 50 verlangten Dynamikbereichs zu halten. . , '

'

25. Gemäß einem besondern Merkmal der vorliegenden Erfindung ist der andere, analoge Spitzendetektor 42 so'angeschlossen, daß er die'Spitzenwerte des ZP-Signals am Eingang des A/D-Wandlers 50 erfaßt. Dieser Spitzendetektor 42 liefert ein analoges Steuersignal, das charakteristisch für die Spitzen des ZP-Signals ist. Dieses Steuersignal wird in einer Summierschaltung,46 mit dem vom digitalen Spitzendetektor erzeugten digitalen Steuersignal kombiniert. Es entsteht somit ein kombiniertes oder zusammengesetztes Steuersignal ^v _Aygi das zur Steuerung der Verstärkung des

ZP-V er stärk er.s 40 benutzt vird. ,

Die Verwendung des analogen Spitzendetektprs 42 erlaubt

2Λ8 07 Λ 7 -.«.-.

dem System, schnell auf plötzliche Signaländerungen anzusprechen, wie sie bei einem Kanalwechsel oder beim Einschalten des Empfängers auftreten können. Wenn z.B. der Empfänger in seiner Verstärkung richtig eingestellt ist, kann sich das ZE-Video signal ruhig über faktisch den vollen Eingangs-Dynamikbereich des A/D-Wandl.ers ändern. Wenn der Empfänger dann auf einen anderen Kanal umgeschaltet wird, dessen Signal zweimal so stark wie dasjenige des vorher empfangenen Kanals ist, dann wird sich die Amplitude des ZF-Signals erhöhen und kann den Dynamikbereich des A/D-Wandlers überschreiten. . Der Spitzendetektor 4-2 spricht schnell auf diesen Übersteuerungszustand an und vermindert die Verstärkung des ZP-Verstärkers. Hierdurch wird der Empfänger rasch in einen einwandfreien Betriebs-

zustand zurückgebracht. " " , · '

Da das Signal V.y-n aus Steuersignalen von zwei Spitzendetektoren entwickelt wird, können unterschiedliche Zeitkonstanten für die beiden Steuersignalkomponenten gewählt werden, um das Ansprechverhalten des Systems· für einen wirksamen Betrieb zuzuschneiden. Zum Beispiel kann der analoge_ Spitzendetektor eine kleine Ansprechzeitkonstante haben, so daß er schnell auf Übersteuerungsbedingungenansprechen kann, während der digitale Spitzendetektor

25' eine-größere Ansprechzeitkonstante mit feineren Steuerinkrementen haben kann, so daß er in der Lage ist, die Synchronsignalspitzen innerhalb eines relativ schmalen B.ereichs von Digitalwerten zu halten. . .

Außerdem ist es durch Wahl des Typs der Spitzenerfassung möglich, die Regelung wirksamer an den Typ des vom ZF-Verstärker 4-0 erzeugten ZP-Signals anzupassen. Wenn der ZP-Verstärker z.B. ein Signal mit in positiver Richtung gehenden Synchronsignalkomponenten erzeugt (d.h., das ZP-Signal.hat seine volle normale Amplitude während der Synchronsignalintervalle), ,dann können beide Spitzendetektoren so ausgelegt sein, daß sie die Spitzenausschläge

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. 1 des Signals, fühlen, um zu verhindern, daß das ZF-Signal die obere Grenze des , Dynamikbereichs des A/D-Wandlers überschreitet. Wenn andererseits der ZF-Verstärker 40 • ein ZF-Videosignal mit in negativer Richtung gehenden Synchronsignalkomponenten erzeugt, dann hat das ZF-Signal Minimumspitzen während der Synchron.signalintervalle und Maximumspitζen während des Empfang eines "weißen" Leuchtdichtesignals. In diesem Fall kann der analoge Spitzendetektor so ausgelegt sein, daß er-die Spitzen- ausschlage^:des Signals in Weißrichtung fühlt, um zu verhindern, daß das Videosignal die obere Grenze des Dyna-' mikbereichs des A/D-Wandlers überschreitet. Der digitale Spitzendetektor kann dann so ausgelegt werden,,daß er die während der Synchronsignalintervalle erscheinenden Minimum-Digitalwerte des.Signals fühlt, um die Synchronsignalspitzen oberhalb der . unteren Grenze des Dy- _; namikbereichs des A/D-Wandlers zu halten . Eine aus- führlichere Darstellung einer in dieser Weise ausgebildeten Anordnung.zur automatischen Verstärkungsregelung (für negativ gerichtete Synchronsignalkomponenten)" zeigt die Fig. 2.

In der Fdg. 2 ist der den. digitalen Spitzendetektor bildende Abschnitt insgesamt mit 44 bezeichnet. Dieser digitale Spitzendetektor hat Eingänge zum Empfang der vom A/D-Wandler 50 erzeugten Digitalsignale. Im einzelnen ist der Ausgang des A/D-Wandlers' 50 mit. dem Eingang eines ,Registers oder Zwischenspeichers (Latch) 102 und mit dem A-Eingang eines Vergieichers 104 gekoppelt. Der Ausgang des

30. Zwischenspeichers 102 führt zum B-Eingang des Vergleichers 104. Der Ausgang des Vergleichers 104 ist mit einem Eingang eines ODER-Gliedes 106 gekoppelt, dessen Ausgang zum Ladebefehlseingang L des Zwischenspeichers 102 führt,

Ein.von der digitalen Synchronsignal-Verarbeitungsschaltung 80 .erzeugtes 'Horizontalsynchronsignal HS wird an den Takteingang C eines D-Flipflops 108 und an den Eingang ei-

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Des Inverters' 112 gelegt. Am Ausgang des Inverters 11.2 erscheint ein invertiertes Horizontalsynchronsignal HSV Der Dateneingang D des Flipflops 108-„empfängt eine positive Spannung, die den Binär- oder Logikwert "1" darstellt. Der Q-Ausgang des Flipflops 108 ist mit dem Rücksetzeirigang R des Flipflops gekoppelt. Der Q-Ausgang des Flipflops 108 ist mit einem zweiten Eingang des ODER-Gliedes 106 verbunden.

Der Ausgang des Zwischenspeichers 102 im Spitzendetektor 44 ist außerdem mit dem Eingang eines Zweischwellen- oder Fenstervergleichers 110 verbunden. Der "Hoch"-Ausgang H des Fenstervergleichers 110 ist mit einem Eingang eines ODER-Gliedes 122 gekoppelt, und der "Niedrig"-Ausgan'g L des Vergleichers 110.ist mit einem Eingang eines UND-Gliedes 116 verbunden. Eine Überlaufbit-Leitung des A/D-Wandlers50 führt zu einem Eingang eines UND-Gliedes 118, dessen anderer Eingang ein Taktsignal in Form einer Taktimpulsreihe empfängt..Der Ausgang des UND-Gliedes 118

20- führt zu einem zweiten Eingang des ODER-Gliedes 122, dessen Ausgang an einen Eingang eines UND-Gliedes 114- angeschlossen ist. Die zweiten Eingänge der UND-Glieder 114 und 116 sind mit dem Ausgang des. Inverters 112 verbunden.

Der Ausgang des UND-Gliedes 114 führt zum Rückwärts-Zähle.ingang RW eines umkehrbaren. Zählers 120, und der Ausgang des UND-Gliedes 116 führt- zum Vorwärts-Zähleingang VV/ des Zählers 120. Ein Anfangswertregister 122 speichert einen Anfangswert für den Zähler 120 und ist mit dem Dateneingang dieses Zählers verbunden. Ein Ladeeingang L des Zählers 120 dient zum; Anlegen eines Impulses "Signalunterbrechung/Einschaltung". Dieser Impuls kann z.B. von der Tuner-Baugruppe. 10 gemäß Fig. 1 kommen und wird dann erzeugt, wenn der Fernsehempfänger anfänglich eingeschaltet . wird oder wenn der Empfangskanal des. Empfängers geändert wird. ' ,

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Der Ausgang des' Zählers 120 ist mit dem Eingang eines _ι Digital/Analog-Wandlers (D/A-Wandler) 130 verbunden. Der Ausgang dieses D/A-Wandlers 130 ist über einen Widerstand 132 mit dem Steuersignaleingang des ZF-Verstärkers 40 gekoppelt. Der analoge Spitzendetektpr 42, der herkömmlicher Bauart sei, ist mit seinem Ausgang über einen Widerstand 43 an den Steuersignaleingang des ZF-Verstärkers 40 angeschlossen. Zwischen dem Steuersignal eingang des ZF-Verstärkers 40 und. Masse liegt außerdem noch ein AVR-Filterkondensator 48. Die Widerständer 132 und 43 und.der Kondensator 48 bilden das Summierungsnetzwerk 46 nach Fig.1.

j .

Das Horizontalsynchronsignal HS- ist z.eitlich koinzident mit jedem Synchronsignalintervall des digitalisierten Videosignals. Am Beginn eines Synchronimpulses setzt das Horizontalsynchronsignal das Flipflop 108, so daß sein Q-Ausgang hohen Pegel (Binär- oder Logikwert "1") und sein Q-Ausgang niedrigen Pegel (Logikwert "0") bekommt. Da der Q-Ausgang des Flipflops' mit seinem Rücksetzeingang verbunden ist, bewirkt das niedrig werdende Q-Signal die anschließende,Rücksetzung des Flipflops 108. Somit liefert das Flipflop zu Beginn gedes Synchronimpulses einen sehr kurzen Impuls,an seinem Q-Ausgang. ·

,25 Der kurze Impuls vom Q-Ausgang des Flipflops 108 wird über das ODER-Glied 106 an den L-Eingang des Zwischen-. Speichers 102 gelegt, wodurch der zum betreffenden Zeitpunkt erzeugte Digitalwert des Videosignals in.den Zwischenspeicher eingegeben wird. Dieser im Zwischenspeicher . 102 eingespeicherte Video signalwert wird auf den B-Ein-, gang des Vergleichers 104 gegeben, worin er ständig mit neuen Videosignalwerten verglichen wird, die am A-Eingang des Vergleichers zugeführt werden. Wenn einer der. . neuen .Signalwerte am Α-Eingang des Vergleichers 104 niedriger ist als der im Zwischenspeicher gespeicherte Wert, dann liefert der A<B-Ausgang des Vergleichers einen Impuls, der die Eingabe des neuen, niedrigeren Wertes in

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- »re- -

den Zwischenspeicher bewirkt'.; Am Ende des Synchronimpulses enthält der Zwischenspeicher 102 den Wert des negativ gerichteten Synchronsignals.

Der Spitzenwert des negativ gerichteten Synchronsignals wird im Fenstervergleicher 110 mit zwei Schwellenwerten verglichen. Diese Schwellenwerte können durch Programmierung oder Pestverdrahtung im Vergleicher 110 eingestellt sein und definieren die zu wünschende obere und untere Grenze der Synchronsignalspitze. Falls die Synchronsignalspitze höher 1st¹ als der obere Schwellenwert, wird am Η-Ausgang des Vergleichers ein Signal mit dem Logikpegel "1" erzeugt. Ist die Synchronsignalspitze niedriger als der untere Schwellenwert, dann wird am L-Ausgang des Vergleichers der Logikpegel "1" erzeugt. Wenn die Synchronsignalspitze gleich einem der Schwellenwerte ist oder zwischen den Schwellenwerten liegt., dann werden an beiden Vergleicherausgängen Signale mit dem Logikpegel "0" erzeugt. .'.-.

Am Ende des Synchronsignalintervalls wird das Signal HS hoch, so daß die UND-Glieder 114 und 116 aktiviert werden. Falls die Synchronsignalspitze höher ist als der im Vergleicher eingestellte obere Schwellenwert, dann aktiviert die "1" am Η-Ausgang des Vergleichers den Rückwärts-Zähleingang des Zählers 120, womit der Stand des Zählers um 1 vermindert wird. In ähnlicher Weise bewirkt eine "1" am L-Ausgang des Vergleichers 110 eine Erhöhung des Zählerstandes um einen Schritt. Wenn die Synchronsignalspitze innerhalb der gewünschten Grenzen liegt, wird der Stand des Zählers nicht geändert. Der Stand oder Zählwert' des Zählers 120 wird durch den D/A-Wandler 13O in eine analoge Steuerspannung umgewandelt, die auf den ZF-Verstärker AO gegeben wird.

Wenn der Zählwert des Zählers .120 zu- oder abnimmt, dann wird die Verstärkung des ZF-Verstärkers_; entsprechend er-

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höht bzw. vermindert.. Als Beispiel sei angenommen, daß der Gleichstrom-Bezugspegel des analogen Eingangssignals am A/D-Wandler 50 dem niedrigsten Quantisierungspegel des A/D-Wandlers zugeordnet ist ("0" für alle Ausgangs-· bits) und daß die negativ gerichtete Synchronsignalspitze innerhalb eines Bereichs gehalten werden soll, der durch die Ziffernwerte 2 und M- definiert ist. Wenn die ZF-Signalamplitude zu hoch ist, dann ist der gefühlte Spitzenwert höher als der Ziffern wert 4. Der H^-Ausgang des Fenstervergleichers 110 liefert dann einen Impuls, der den Zählwert des Zählers 120 und damit die Verstärkung des ZP-Verstärkers vermindert. Diese Verstärkungsabnahme vermindert die Spitzenwerte weißgerichteter Signale und bringt das Videosignal zurück in den Dynamikbereich des A/D-Wandlers und die Synchronsignalspitze zurück in den dafür gewünschten Bereich.

Außerdem liefert ein Überlaufbit vom A/D-Wandler 50 eine Anzeige für das Auftreten eines außerhalb des gewünschten Bereichs liegenden Signals am Eingang des A/D-Wandlers. Im UND-Glied 118 erfolgt eine UND-Verknupfung dieses Überlaufbits mit dem Taktimpulssignal, so daß das - Glied 118 während des erwähnten Außerbereichszustandes am Wandlereiηgang eine Reihe von Impulsen an den Eingang RW des Zählers legt, wodurch das Außerbereichssignal zurück in den- gewünschten Bereich gebracht wird. Die Frequenz der Taktimpulsreihe bestimmt die Schnelligkeit, mit der die automatische Verstärkungsregelung solche Außerbereichszustände beseitigt. : ,

Wenn der Pernsehempfänger anfänglich eingeschaltet wird oder bei Änderung des Fernsehkanals ist es zweckmäßig, die Verstärkung des ZF-Verstärkers auf einen Nominalwert als Anfangswert einzustellen. Zu den betreffenden Zeitpunkten sorgt der Impuls "Signalunterbrechung/Einschaltung" für die Eingabe eines Anfangszählwertes aus dem .. Register 122 in den Zähler 120. V/enn ein Fernsehsignal '

8 07 4 7 .£-'

erfaßt wird, beginnt der Zähler 120 mit seiner "Vorwärtsoder Rückwärtszählung ausgehend von diesem Nominalwert.

Der analoge Spitzendetektor fühlt weißgerichtete Signalausschlage und bringt Signale, die übersteuernden Pegel haben, in den Dynamikbereich des A/D-Wandlers, indem er die Verstärkung des ZF-Verstärkers reduziert. Eine Ein-. stellung der Ansprechzeiten des analogen und des digita- *len .Spitzendetektors relativ zueinander erfolgt durch geeignete Wahl der Werte für die Widerstände 4-3 und 132, die dazu verwendet werden, die beiden Steuersignalkomponenten zur Erzeugung des'kombinierten; Steuersignals zu vereinigen.

Claims (11)

Anordnung zur automatischen Verstärkungsregelung Patentansprüche ' ·

1. Anordnung zur automatischen Verstärkungsregelung in einem signalverarbeitenden System, das eine Quelle analoger Signale enthält, gekennzeichnet durch:

einen Analogsignalverstärker (40) mit einem Signal eingang zum Empfang der analogen Signale, einem Sig-

nalausgang und einem Verstärkungssteuereingang zum Empfang eines Verstärkungssteuersignals (V^yjj) ^zum Steuern der Verstärkung des Verstärkers; einen Analog/Digital-Wandler (50), der einen mit

dem Ausgang des .Analogsignalverstärkers gekoppelten Eingang hat und einen Ausgang aufweist,, an dem digitale Abfragewerte erzeugt werden; ^r

... einen digitalen Amplitudendetektor (44), der einen

mit dem Ausgang des Analog/Digital-Wandlers gekoppel "ten Eingang hat und einen Ausgang aufweist, an welchem ein Signal erzeugt wird, welches repräsentativ für.die Amplitude der vom. Analog/Digital-Wandler er-

2. Anordnung nach Punkt } i_? dadurch gekennzeichnet, daß ein analoger Amplitudendetektor (4-2) vorgesehen ist, der einen Eingang zum Empfang des^dem Eingang des Analog/Digitäl-Wandlers (50) angelegten Signals hat und einen Ausgang aufweist, an dem ein Signal erscheint, welches repräsentativ für die Amplitude des an den Eingang des Analog/Digital-Wandlers gelegten Analogsignals ist;

daß die das Verstärkungssteuersignal erzeugende Einrichtung (46) einen weiteren, mit dem Ausgang des analogen Amplitudendetektors gekoppelten Eingang hat und die an ihren "beiden Eingängen angelegten Signale zur Erzeugung des Verstärkungssteuersignals (ν.^Λ kombiniert.

3· Anordnung nach Punkt ^_? dadurch gekennzeichnet, daß sie in einem Fernsehempfänger enthalten ist; daß die analogen Signale Fernsehsignale sind, welche Synchronsignalkomponenten enthalten;

daß der Analogsignalverstärker (40) an seinem Signaleingangdie analogen Fernsehsignale empfängt;

daß der Analog/Digital-Wandler. (50) digitale; Abfraf " . ' -

gewerte der Fernsehsignale erzeugt;

daß der digitale.Amplitudendetektor (44) ein digitaler Spitzendetektor ist, um die Pegel der Synchronsignalkomponenten der digitalen Fernsehsignal-Abfragewerte zu fühlen. --'

4. Anordnung nach ... Punkt 3, dadurch gekennzeichnet, daß die das Verstärkungssteuersignal erzeugende Ein-

5· Anordnung nach Punkt ^ dadurch gekennzeichnet, daß der -Analog/Digital-Wandler, (50) ferner einen Überlaufausgang hat, an welchem ein Überlaufsignal erscheint, wenn am Eingang des Analog/Digital-Wandlers ein außerhalb von dessen Betriebsbereich liegendes analoges Eingangssignal angelegt wird.;

daß eine Einrichtung (118, TAKT) vorgesehen ist, die einen mit dem Ub erlauf ausgang des Analog/Digi'tal-Wandlers gekoppelten Eingang und einen mit der das Verstärkungssteuersignal erzeugenden Einrichtung (46) gekoppelten Ausgang hat und auf das Überlaufsignal anspricht, um das Verstärkungssteuersignal (V^y^) im

Sinne einer Verminderung der Verstärkung des AnalogsignalVerstärkers (40) zu ändern.

6. Anordnung nach Punkt 4. ^ dadurch gekennzeichnet,

daß die Steuereinrichtung (114, 116, 120, 122, 130) einen Zähler ,(120)_ aufweist, der einen mit der das Fenstersignal erzeugenden Schaltung (11O) gekoppelten Eingang hat und dessen Zählwert durch das Fenstersignal verändert wird, wenn die erwähnten Pegel nicht innerhalb des gewünschten Bereichs liegen; ^:daß zwischen den Zähler und denVerstärkungssteuereingang des Analogsignalverstärkers (40) ein Digital/

Analog-Wandler (130) geschaltet ist, um ein für den Zählwert des Zählers repräsentatives .Verstärkungssteuersignal zu erzeugen. ,. - -\ -

7· Anordnung nach Punkt _t 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die das Fenstersignal erzeugende Schaltung (HO) ein Zweischwellen-Vergleicher ist.

8. Anordnung nach . Punkt 3^ dadurch gekennzeichnet, daß der digitale Spitzendetektor (44·) ein Register (102) enthält, um jeweils einen der digitalen Fernsehsignal-Abfragewerte zu speichern, und daß der vom Register, gespeicherte Wert auf den neuesten Stand gebracht wird,-'wenn ein nachfolgender Abfragewert den gespeicherten Wert in ein'er gegebenen Richtung, überschreitet.

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Λ " richtung (46) eine Schaltung (110) enthält, die auf die Pegel der Synchronsignalkomponenten anspricht, um ein Fenstersignal zu erzeugen, welches anzeigt, ob die erwähnten Pegel innerhalb eines gewünschten Be-Teichs liegen; .

daß eine Steuereinrichtung (114, 116, 120, 122, 130) vorgesehen ist, die auf das Fenstersignal anspricht, um den Wert des Verstärkungssteuersignals, (V_Ay_R) ^zu ändern,· .wenn die erwähnten Pegel nicht innerhalb des , gewünschten Bereichs liegen. ν

8 07 4 7 Λ.

. zeugten Digitalsignale ist; _: ·

eine Einrichtung (46), die einen mit dem Ausgang des digitalen Amplitudendetektors gekoppelten Eingang und. einen mit dem Steuersignaleingang des Analogsignalver- ' stärkers gekoppelten Ausgang hat, um das Verstärkungssteuersignal zu erzeugen.

9. Anordnung nach _ Punkt 8, dadurch gekennzeichnet, daß der digitale Spitzendetektor (4-4) eine Einrichtung . (104, 106, 108) enthält, die während jedes der Synchronsignalintervalle des Fernsehsignals die Einspeicherung eines neuen Abfragewertes in das Register (102) veranlaßt.

10. Anordnung nach Punkt 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß.der, digitale SpItζendetektor (44) ferner einen Vergleicher (104) enthält, der auf den im Register (102) gespeicherten Wert und auf nachfolgende Abfrage- >werte anspricht, um die Einspeicherung eines neuen Abfragewertes in das Register zu veranlassen, wenn ein nachfolgender Abfragewert den gespeicherten Wert in einer gegebenen Richtung überschreitet.

11. Anordnung nach Pumt . 3^ dadurch gekennzeichnet, daß ein analoger Spitzendetektor (42.) vorgesehen ist, der einen mit dem Eingang des Analog/Digital-7/andlers (50) gekoppelten Eingang und einen mit dem Ausgang des digitalen Spitzendetektors (44) gekoppelten Ausgang hat.

- Hierzu 2 Blatt Zeichnungen -'.